PLANETERRELLA

Câmpul magnetic terestru este generat de mișcarea de convecție a nucleului exterior al Pământului compus în mare parte din fier în stare lichidă. Acesta poate fi aproximat cu un câmp dipolar a cărui axă este înclinată cu un unghi de ~11° față de axa de rotație a Pământului. Intensitatea câmpului geomagnetic la suprafață variază între aproximativ 25 și 65 𝜇T. De-a lungul timpului, câmpul magnetic al Pământului a fost folosit pentru orientarea terestră și maritimă. Acul busolei este el însuși un magnet dipolar care indică direcția către polii geomagnetici nord și sud.

Vântul solar reprezintă un flux de plasmă emis continuu de către Soare în întreg spațiul interplanetar. Viteza de propagare a acestuia în apropierea Pământului este de ordinul sutelor de km/s. Acțiunea sa asupra câmpului geomagnetic are un efect de comprimare a acestuia în regiunea frontală, respectiv de alungire în direcția anti-solară. În acest fel ia naștere magnetosfera, definită ca regiunea din jurul Pământului dominată de acțiunea câmpului magnetic terestru. Magnetosfera reprezintă un scut care ne apără de particulele de energie mare din vântul solar. Limita sa superioară poartă numele de magnetopauză, iar cea inferioară este ionosfera − stratul ionizat al atmosferei terestre.

Magnetosfera terestră (credit: ESA)

Cu toate că magnetosfera joacă rolul unui scut protector, în anumite condiții particulele de energie mare din vântul solar pot pătrunde în interiorul acesteia prin regiunile de deasupra polilor magnetici, îndreaptându-se către atmosfera înaltă de-a lungul liniilor de câmp. Acolo, electronii energetici se ciocnesc cu atomii și moleculele de oxigen și azot care compun atmosfera Pământului. În urma acestei interacțiuni se produce modificarea structurii interne a acestora printr-un proces fizic numit excitare. În mod natural, după un timp extrem de scurt, acesta este urmat de un proces de dezexcitare prin care se emite lumină de diverse culori și forme. În acest fel se produc aurorele polare: boreală (în emisfera nordică) și australă (în emisfera sudică).

Aurorele polare sunt distribuite spațial în jurul polilor geomagnetici sub forma unor structuri ovale numite ovale aurorale localizate la latitudini mari. Lărgimea ovalelor aurorale se modifică funcție de intensitatea activității geomagnetice. Astfel, în perioadele de activitate foarte intensă, ovalul auroral coboară spre latitudinii medii și aurorele pot fi observate chiar și din zone depărtate de regiunile polare și de cele de la latitudini mari. Altitudinea la care se produc aurorele polare este cuprinsă între aproximativ 80−200 km deasupra suprafeței Pământului. Morfologia și culoarea aurorelor depinde de altitudinea la care se produce emisia de lumină și de atomii, respectiv moleculele care o emit. Astfel, putem observa aurore de culoare verde, roșie sau mov, de diverse intensități și forme. Prima imagine globală a ovalului auroral a fost efectuată din spațiu în anul 1981 de către satelitul NASA Dynamics Explorer 1 care a fotografiat la data de 8 noiembrie a anului respectiv emisfera nordică a Pământului de la o altitudine de circa 17000 km.